DE102012221615A1

DE102012221615A1 - Verfahren zur Durchführung eines Bremsvorganges in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012221615A1
Application number: DE201210221615
Authority: DE
Inventors: Heiko Freienstein; Joerg Moennich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-05-28

Abstract

Bei einem Verfahren zum Durchführen eines Bremsvorgangs in einem Fahrzeug wird die aktuelle Abstützkraft des Fahrers an einer Lenkhandhabe ermittelt und selbsttätig die Bremskraft als Funktion der Abstützkraft erzeugt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung eines Bremsvorganges in einem Fahrzeug.
Stand der Technik
Moderne Motorräder verfügen über leistungsstarke Bremseinrichtungen, über die ein hohes Bremsmoment erzeugbar und das Motorrad mit hoher Verzögerung abbremsbar ist, wobei die Verzögerungskräfte vom Fahrer des Motorrads über die am Lenker abgestützten Arme aufgenommen werden müssen. Ein beidhändiges Abstützen des Fahrers am Motorradlenker ist daher Voraussetzung für einen Bremsvorgang mit hoher Verzögerung.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bremsvorgänge in einem Fahrzeug ohne Beeinträchtigung der Sicherheit des Fahrers durchzuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf ein Fahrzeug, das mit einer Bremseinrichtung ausgestattet ist, welche eine selbsttätige Änderung bzw. Anpassung der erzeugten Bremskraft erlaubt. Zu diesem Zweck wird ein Aktuator der Bremseinrichtung von einem Regel- bzw. Steuergerät angesteuert, so dass eine durch eine Fahrerbetätigung erzeugte Bremskraft selbsttätig verändert oder ein Bremsvorgang auch ohne Fahrerbetätigung durchgeführt werden kann. In Betracht kommen beispielsweise Notbremsvorgänge zur selbsttätigen bzw. automatischen oder unterstützenden Durchführung eines Bremsvorganges mit maximaler Bremskraft. In Betracht kommen des Weiteren Anpassungen bei vom Fahrer ausgelösten Bremsvorgängen, um Sicherheitsanforderungen zur Vermeidung einer Gefahrensituation zu genügen.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Einspurfahrzeug, also ein Zweirad wie zum Beispiel ein Motorrad. Des Weiteren kommen aber auch sogenannte Trikes oder Quads in Betracht, gegebenenfalls auch Kraftfahrzeuge oder Lastkraftwagen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die aktuelle Abstützkraft des Fahrers an einer Lenkhandhabe wie zum Beispiel der Lenkradnabe oder den Griffelementen des Fahrzeugs ermittelt und die Bremskraft in der Bremseinrichtung selbsttätig als Funktion der Abstützkraft erzeugt. Bei der selbsttätig erzeugten Bremskraft handelt es sich, wie vorbeschrieben, entweder um eine modulierende Bremskraft, welche der vom Fahrer erzeugten Bremskraft überlagert wird, oder um die allein wirkende Bremskraft.
Über die Abhängigkeit der selbsttätig erzeugten Bremskraft von der aktuellen Abstützkraft des Fahrers an der Lenkhandhabe, also am Lenker eines Zweirads oder am Lenkrad eines mehrspurigen Fahrzeugs, können Gefahrensituationen vermieden oder zumindest entschärft und allgemein die Fahrsicherheit erhöht werden. Die Bremskraft wird hierbei insbesondere in der Weise angepasst, dass die resultierende Bremskraft eine Abstützkraft hervorruft, die einen zugeordneten Grenzwert nicht überschreitet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die vom Fahrer aufgenommenen Abstützkräfte im linken bzw. rechten Arm und im Oberkörper auch tatsächlich vom Fahrer aufgenommen werden können und keine Gefahr besteht, dass der Fahrer insbesondere bei einem Motorrad über den Lenker geschleudert und vom Fahrzeug gelöst wird.
Der der Abstützkraft zugeordnete Grenzwert kann ein absoluter, vorgegebener Wert sein. Möglich ist es aber auch, den Grenzwert als Funktion aktueller Fahrzustands- und Kenngrößen zu bestimmen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, die durch den Aufsassen aufzubringende Abstützkraft zu ermitteln und die Bremsleistung des Fahrzeugs auf die maximal abstützbare Kraft zu begrenzen.
Die Abstützkraft wird vorteilhafterweise sensorisch an der Lenkhandhabe, also zum Beispiel der Lenkradnabe oder den Griffelementen gemessen. Vorzugsweise kann die Abstützkraft für den linken und rechten Arm des Fahrers separat ermittelt werden, was eine Bestimmung eines ungleichen, asymmetrischen Abstützens und außerdem die Erkennung einhändigen Fahrens ermöglicht. In diesen Fällen kann die Bremskraft reduziert werden, um einen plötzlichen, starken Lenkeinschlag aufgrund ungleicher oder einseitiger Abstützung zu verhindern. Beispielsweise ist es möglich, die Bremskraft selbsttätig in der Weise anzupassen, dass die Differenz der Abstützkraft von linkem und rechtem Arm einen Grenzwert nicht überschreitet. Hierbei kann die Bremskraft so weit reduziert werden, dass das Niveau der Abstützkräfte abgesenkt und dementsprechend auch die Differenz zwischen den Abstützkräften verringert wird. Auch im Falle eines festgestellten Einhand-Lenkens kann die Bremskraft selbsttätig reduziert werden, so dass ein Bremskraft-Grenzwert bzw. ein Grenzwert der Abstützkraft nicht überschritten wird.
Grundsätzlich können für verschiedene Fahrsituationen auch unterschiedliche Grenzwerte berücksichtigt werden. Bei einem zweihändigen Abstützen können höhere Grenzwerte vorgegeben werden als bei einhändigem Abstützen. Des Weiteren können für den Fall, dass bei zweihändigem Abstützen eine Differenz der Abstützkräfte im linken und rechten Arm festgestellt wird, welche einen Grenzwert überschreitet, Abstützkraft-Grenzwerte auf kleinerem Niveau vorgegeben werden als für den Fall einer gleichmäßigen Abstützung am linken und rechten Arm.
Des Weiteren ist es möglich, bei fortwährender Ermittlung der Abstützkraft Situationsänderungen festzustellen, denen mit geeigneten Maßnahmen begegnet werden kann. Wird zum Beispiel die Abstützkraft im Laufe der Zeit geringer und übersteigt hierbei der Gradient der Abstützkraft einen zugeordneten Grenzwert, kann dies auf Ermüdungserscheinungen hindeuten, auf die mit einer reduzierten maximalen Bremskraft reagiert werden kann. Die Bremskraft wird hierbei zumindest kurzzeitig reduziert und kann gegebenenfalls wieder erhöht werden, wenn die ermittelten Abstützkräfte wieder ansteigen.
Auch Unfallsituationen lassen sich über die Ermittlung der aktuellen Abstützkraft feststellen. Hierbei sinkt die Abstützkraft schlagartig bis auf null, was anhand eines steilen Gradienten in der Abnahme der Abstützkraft festgestellt werden kann. Übersteigt der Gradient einen entsprechenden Grenzwert, kann davon ausgegangen werden, dass bei einem Zweirad der Fahrer gestürzt ist, woraufhin Sicherungsmaßnahmen ergriffen werden können. Sie sind neben Erzeugen einer selbsttätigen Bremskraft zum Abbremsen des Fahrzeugs auch unmittelbar die Sicherheit des Fahrers betreffende Maßnahmen, beispielsweise das Zünden eines Airbags am Motorrad oder in der Fahrerschutzbekleidung. Ein weiteres Merkmal, welches zum Auslösen von Sicherheitsmaßnahmen geeignet ist, ist ein plötzliches Verschwinden der Kraft. Dies ist dann der Fall, wenn sich der Fahrer vom Fahrzeug löst.
Gefahrensituationen, welche über die Abstützkräfte detektiert werden, werden gegebenenfalls über weitere Messgrößen gestützt, um derartige Gefahrensituationen mit höherer Sicherheit erkennen zu können. Über die Abstützkräfte können verschiedenartige Situationen erkannt bzw. voneinander unterschieden werden, was gegebenenfalls auch für ein Vorspannen der Bremseinrichtung genutzt werden kann. Im Falle einer erkannten kritischen Fahrsituation kann die Bremseinrichtung vorkonditioniert werden, beispielsweise indem Bremsbeläge an eine Bremsscheibe angelegt werden, um im Falle einer weiter fortschreitenden Gefährdung rascher einen Notbremsvorgang durchführen zu können.
Die Abstützkraft wird vorteilhafterweise über Sensoren, insbesondere kraftmessende oder druckmessende Sensoren wie zum Beispiel Dehnmessstreifen an der Lenkhandhabe, z.B. der Lenkradnabe oder den Griffelementen ermittelt. Um festzustellen, ob eine Hand bzw. beide Hände an der Lenkhandhabe anliegen, können zum Beispiel kapazitive, fotooptische oder sonstige optische Sensoren eingesetzt werden. Für die Bestimmung der Abstützkraft befinden sich die Sensoren vorteilhafterweise im Griffbereich an der Lenkhandhabe, gegebenenfalls kommt auch eine Anordnung an der Lenkergabel in Betracht.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 in Seitenansicht ein Motorrad mit Fahrer, mit eingetragenen Brems- und Abstützkräften,
2 ein Motorrad in Draufsicht mit Sensoren im Griffbereich des Lenkers zur Ermittlung der Abstützkräfte,
3 ein Motorrad in Draufsicht mit einem Sensor an der Lenkergabel zur Ermittlung der Abstützkräfte.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Motorrad 1 mit einem aufsitzenden Fahrer 2 dargestellt, der sich mit seinen Armen an einem Lenker 3 des Motorrads abstützt. Die Abstützkräfte sind mit F_A angegeben, die von der aktuellen Bremskraft F_Br an den Rädern des Motorrads abhängen. Die Abstützkräfte F_A am Lenker 3 können sensorisch ermittelt werden. Das Motorrad 1 ist mit einer Bremseinrichtung versehen, welche zum einen vom Fahrer betätigt werden kann und zum andern fahrerunabhängig bzw. selbsttätig über ein Regel- bzw. Steuergerät im Fahrzeug ansteuerbar ist, beispielsweise im Rahmen eines Notbremssystems. Die aktuell wirksame Bremskraft F_Br kann somit fahrerunabhängig eingestellt werden, wobei sowohl Betriebssituationen möglich sind, bei denen die vom Fahrer erzeugte Bremskraft erhöht oder abgesenkt wird, als auch Betriebssituationen, bei denen vom Fahrer keine Bremskraft erzeugt wird, sondern vielmehr ausschließlich auf selbsttätige Weise eine Bremskraft generiert wird.
Vorteilhafterweise wird sowohl die Abstützkraft F_A am linken Arm als auch am rechten Arm im Lenker 3 ermittelt. Auf diese Weise können zusätzliche Fahrsituationen unterschieden werden, was zu einer unterschiedlichen Bremskraft in der Bremseinrichtung führt.
Um einen selbsttätigen bzw. automatischen Bremsvorgang durchzuführen, wird sensorisch die Abstützkraft F_A im linken und rechten Arm des Fahrers ermittelt und daraus die Bremskraft erzeugt, gegebenenfalls unter Einbeziehung der vom Fahrer bereits vorgegebenen Bremskraft. Hierbei wird insbesondere die Gesamt-Bremskraft F_Br so eingestellt, dass die Abstützkraft F_A sowohl im linken als auch in rechten Arm einen zugeordneten Grenzwert nicht überschreitet, um zu verhindern, dass der Motorradfahrer die beim Bremsen erhöhte Abstützkraft nicht aufnehmen kann und vom Motorrad stürzt. Aufgrund der separaten Abstützkraftermittlung am linken und rechten Lenkergriff können auch Differenzkräfte der Abstützkraft berücksichtigt werden bzw. es kann ein Einhand-Fahren festgestellt werden, bei dem der Fahrer mit nur einer Hand den Lenker 3 ergreift. Auch in diesen Fällen kann die Bremskraft F_Br selbsttätig angepasst werden, zum Beispiel in der Weise, dass die Differenz der Abstützkraft im linken und rechten Arm einen Grenzwert nicht überschreitet.
Soweit das Motorrad mit einer Lenkmomentkompensationseinrichtung versehen ist, kann bei einer Differenz der Abstützkräfte im linken und rechten Arm oder im Falle eines Einhand-Lenkens eine Lenkmomentkompensation durchgeführt werden, um einen versehentlichen hohen Lenkwinkeleinschlag zu vermeiden.
Des Weiteren ist es möglich, über die Abstützkräfte Gefahrensituationen zu detektieren, woraufhin Gefahr reduzierende Maßnahmen ergriffen werden können. Falls beispielsweise im Bereich beider Lenkergriffe die Abstützkraft schlagartig absinkt, deutet dies auf einen Sturz des Fahrers hin, woraufhin das Motorrad selbsttätig abgebremst werden kann, um zu verhindern, dass das Motorrad den gestürzten Fahrer verletzt. Zudem können am Motorrad oder an der Schutzbekleidung des Fahrers Airbags gezündet werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Bremseinrichtung vorzuspannen, sobald eine signifikante Änderung der Abstützkraft eintritt, um im Falle einer Gefahrenerhöhung sehr kurzfristig Bremskraft bereitzustellen.
Die 2 und 3 zeigen schematisch Sensoren 4, 5 (2) am Lenker 3 bzw. einen Sensor 6 (3) am Lenker 3. Gemäß 2 ist an jedem Griff des Lenkers 3 jeweils ein Sensor 4 bzw. 5 angeordnet, wobei die Sensoren 4, 5 beispielsweise als kraftmessende oder druckmessende Sensoren wie zum Beispiel Dehnmessstreifen ausgebildet sind. Zusätzlich können kapazitive, fotooptische oder sonstige optische Sensoren vorgesehen sein, um das Ergreifen bzw. Loslassen des jeweiligen Lenkergriffs detektieren zu können.
Gemäß 3 ist ein Sensor 6 an der Lenkergabel des Lenkers 3 angeordnet, über den ebenfalls die Abstützkraft ermittelt werden kann.

Claims

Verfahren zum Durchführen eines Bremsvorgangs in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Zweirad, bei dem die aktuelle Abstützkraft des Fahrers (2) an einer Lenkhandhabe ermittelt und selbsttätig die Bremskraft als Funktion der Abstützkraft erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft selbsttätig in der Weise angepasst wird, dass die Abstützkraft einen Grenzwert nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützkraft sensorisch an der Lenkhandhabe gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützkraft am linken und rechten Arm des Fahrers (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft selbsttätig in der Weise angepasst wird, dass die Differenz der Abstützkraft im linken und rechten Arm einen Grenzwert nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Einhand-Lenkens die Bremskraft selbsttätig reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Einhand-Lenkens oder einer unplausiblen recht/links-Differenz eine Lenkmomentkompensation über einen Lenkmomentensteller erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass bei abnehmender Abstützkraft der Gradient der Abstützkraft einen Grenzwert überschreitet, eine Fahrerschutzmaßnahme wie zum Beispiel das Auslösen eines Airbags ergriffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass bei abnehmender Abstützkraft der Gradient der Abstützkraft einen Grenzwert überschreitet, die Bremskraft zumindest kurzzeitig reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremseinrichtung vorgespannt wird, falls eine signifikante Änderung in der Abstützkraft eintritt.
Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Bremseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 11.
Fahrzeug, insbesondere Zweirad mit einer Bremseinrichtung nach Anspruch 12.